|
Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare. Universitatea Transilvania din Brașov |
|
Ghid.8.3 Verificarea elementelor 13, 2 cu FEA (ANSYS)
|
|
1. SCHEMA DE ÎNCĂRCARE ȘI DATE DE INTRARE |
|
Model de analiză Modelul de analiză conform sistemului de coordonate XYZ al DRA
Modelul de analiză conform sistemului de coordonate al ANSYS
|
|
Date de intrare (Ex.1.2.2, Ex.7.1, Ex.8.1) Forţe: FX = 1500 N, FY = 300, FZ = 700 N. Parametri geometrici: X1 = 80 mm, X2 = 220 mm, X3 = 150 mm, Y1 = 550 mm, Z1 = 180 mm, Z2 = 250 mm; LY = 120 mm; Lc = 70 mm; b2 = 120 mm; b13 = 120 mm; g2 = 10 mm; g13 = 15 mm; h12 = 50 mm; R = 20 mm. Material: S235, oţel de uz general sudabil, pentru elementul 13; E335, oțel pentru construcții mecanice, pentru elementul 2. Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30…40) oC. Parametri asociați mdelului ANSYS Forţe: Fx = FY/2 = 150 N, Fy = -FZ/2 = -350 N, Fz = FX/2 = 750 N. Parametri geometrici: h13 = g13 = 15 mm, h3 = g2 = 10 mm, b13 = b13 = 120 mm, L7 = 190 mm, LY = 120 mm, Ri = R = 20 mm, Re = R + g2 = 30 mm, h12 = h12 = 50 mm; L1 = 35 mm, L2 = 35 mm, FD1 = 120 mm pentru Elementul 2, FD1 = 270 mm pentru Elementul 13; coordonatele punctului de încărcare cu forțe: XCoordinate = Y1 + g13 = 565 mm; YCoordinate = Z1 + Lc = 250 mm; ZCoordinate = X1 + X2 + X3 + b2/2 = 510 mm. Material: pentru oțelul S235 se consideră σat = σ02/c = 235/1,3 = 180 MPa (deoarece modelul FEA este mai precis s-a adoptat valoarea coeficientului de siguranță, c = 1,3, mai mică decât în cazul modelelor de proiectare clasice (de obicei, c > 2), mai imprecise); pentru oțelul E335 se consideră σat = σ02/c = 335/1,3 ≈ 250 MPa; tensiuni admisibile de contact: σas = 90 MPa, tensiunea normală admisibilă la strivire oțel-oțel, τas = 45 MPa, tensiunea tangențială admisibilă la strivire oțel-oțel |
|
2. INTRODUCERE DATE ÎN MEDIUL ANSYS (Anexa.AN.1) |
|
2.1 Lansarea aplicației |
|
Descărcare, salvare şi deschidere aplicaţie FEA_13-2 ® [se va dezarhiva, FEA 13-2.zip și se va salva]. Deschiderea mediului Workbanch (ANSYS) ¿ Deschiderea proiectului (aplicației) ¿ ¿
Obs. Se observă că toate modulele sunt updatate ( |
|
2.2 Preprocesarea datelor |
|
2.2.1 Modificarea valorilor parametrilor geometrici |
|
Încărcarea modulului DesignModeler Modificare valori dimensiuni Modificare valori dimensiuni profile ¿ ¿ a b Modificare valori lungimi de extrudare ¿ ¿
a b Modificare valori dimensiuni contur de rezemare ¿
Salvare proiect și revenire în fereasrea principală ¿ |
|
2.2.2 Modificarea valorilor parametrilor modelului FEA |
|
Încărcarea modulului Static Structural
Upgrade model geometric
Discretizarea modelului
Modificarea coordonatelor punctului de aplicare a forțelor și a valorilor acestora ¿ [se modifică valorile [se modifică valorile
b Salvarea modelului ¿ |
|
3. REZOLVAREA MODELULUI ȘI SALVAREA |
|
|
|
4. REZULTATE Și VERIFICĂRI |
|
Vizualizarea încărcărilor și reacțiunilor Vizualizarea forțelor și momentelor de încărcare ¿
¿ Vizualizarea forțelor din zona de reacțiune ¿
¿
Vizualizarea deplasărilor ¿
Vizualizarea tensiunilor Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul global ¿
Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul Elementului 13 ¿
Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul Elementului 2 ¿
Vizualizarea presiunilor și tensiunilor din zonele de contact Vizualizarea presiunilor pe suprafețele de contact ¿ ¿
Vizualizarea tensiunilor de frecare pe suprafețele de contact ¿
Verificări Verificare la deformații δ ≤ δa; 6,19 ≤ 10 mm (se verifică). Obs. Valoarea săgeții admisibile se impune din condiții de funcționare. Verificare la solicitări compuse σech_max ≤ σat; 302,65 ≤ 196 MPa (NU se verifică), unde σech_max reprezintă maximul tensiunilor echivalente din fig. de mai sus. În cazul în care inegalitatea de mai sus NU se verifică se poate opta pentru una din variantele: a. realege un material mai bun, b. modificarea geometriei adoptând valori mai mari ale uneia sau mai multor dimensiuni, c. realegere material și modificare geometrie. În cazul acestei aplicații se adoptă varianta b. și se vor relua etapele de analiză, personalizate în continuare. Modificări de parametri geometrici Activarea modulul Design Modeler ¿¿ Modificare valori dimensiuni profile ¿
Salvarea modelului ¿ Actualizare model geometric în modelul FEA ¿ Rezolvarea modelului modificat
Postprocesarea modelului modificat Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul global ¿
Reverificare la solicitări compuse σech_max ≤ σat; 121,73 ≤ 180 MPa (se verifică), unde σech_max reprezintă maximul tensiunilor echivalente din fig. de mai sus. Verificarea presiunii normale de contact pmax ≤ σas; 30,131 ≤ 90 MPa (se verifică), unde p_max reprezintă maximul presiunii din fig. de mai sus. Verificarea tensiunii tangențiale (de frecare) de contact τmax ≤ τas; 40,909 ≤ 45 MPa (se verifică), unde, τmax reprezintă maximul tensiunii tangențiale de contact (frictional stress) din fig. de mai sus, τas – tensiunea tangențială admisibilă de contact |
].
(
)
a
proiectul A, dezvoltat anterior, cu modulele componente:
).
cu
modelul geometric.
:
(apare fereastra 
în
care apare proiectul A)
cu
modelul FEA:
(apare modelul geometric modificat).
,
apare modelul discretizat:
,
,
(fig.
a, b).
,
,
(fig.
a)
.
.